中国西北近50 a来气温变化特征的进一步研究

 利用国家气象信息中心最新整编的西北地区135站1960—2005年逐月资料,通过对该地区温度变化特征的分析,在前人研究成果的基础上,进一步揭示出了近50 a来西北地区气温变化的一些新特征: ①西北地区的年和各季节均表现为一致的增温趋势,但陕西南部在夏季出现降温的趋势。冬季和秋季,从塔里木盆地西侧到河套地区,在35°—40°N的带状区域内是增温趋势最强的区域。西北区域整体年平均气温的变化幅度达0.37℃/10a,冬季增温可达0.56℃/10a。无论是年或四季平均的增温率,西北地区都比全国平均的要高。②西北地区冬季和年的平均气温在20世纪80年代中期以后开始表现为明显上升趋势;但春季、夏季和秋季均到了20世纪90年代中期以后,才开始出现气温明显上升的趋势。③西北地区年气温异常首先表现为全区一致的变化型,然后依次为南北相反变化型和陕南气温变化与其他地区不同的独特性。且整体一致型变化近50 a来呈加强态势,而陕南与西北其他地区气温非同步变化的趋势在逐渐缩小。④西北地区近50 a来年气温可分为南疆-高原区、北疆区、西北东部区3个主要空间异常气候区。且从长期倾向来看,南疆-高原区和北疆区有明显的上升变化倾向,西北东部区则表现为波动式的上升趋势。     

四川盆地降水变化的区域差异

利用四川盆地实测气象资料、NCEP/NCAR再分析资料以及NCDC全球气温距平资料,分析了四川盆地降水变化的区域差异。结果表明:盆地降水空间异常分布主要呈东西振荡特征,近46 a来,盆西降水显著减少,盆东降水总体变化趋势不明显。青藏高原夏季风指数、西太平洋副热带高压北界和脊线指数与盆地夏季降水的相关场表现为盆西和盆东反号分布,表明高原夏季风和西太副高可能是盆地降水东西振荡分布的重要原因。通过与全球气温变化的回归分析发现,盆地降水变化趋势的区域差异,特别是盆西地区的暖干化可能是对全球变暖的区域响应。     

中国气温变化对全球变暖停滞的响应

1998-2012年出现的全球变暖停滞（global warming hiatus）现象,近年来受到各界的广泛关注。基于中国622个气象站的气温数据,研究了全国及三大自然区气温变化对全球变暖停滞的响应。结果表明：① 1998-2012年间,中国气温变化率为-0.221 ℃/10 a,较1960-1998年增温率下降0.427 ℃/10 a,存在同全球变暖停滞类似的增温减缓现象,且减缓程度更明显,其中冬季对中国增温减缓的贡献最大,贡献率为74.13%,夏季最小;② 中国气温变化对全球变暖停滞的响应存在显著的区域差异,从不同自然区看,1998-2012年东部季风区和西北干旱区降温显著,其中东部季风区为中国最强降温区,为全国增温减缓贡献了53.79%,并且具有显著的季节依赖性,减缓期冬季气温下降了0.896 ℃/10 a,而夏季上升了0.134 ℃/10 a。青藏高寒区1998-2012年增温率达0.204 ℃/10 a,对全球变暖停滞的响应并不显著;③ 中国增温减缓可能受太平洋年代际振荡（PDO）负相位、太阳黑子数与太阳总辐照减小等因素的影响;④ 1998-2012年中国虽出现增温减缓现象,但2012年之后气温快速升高,且从周期变化看,未来几年可能持续升温。     

中国绿洲喜温作物气候生长期对全球变暖停滞响应的时空差异

基于中国绿洲喜温作物分布区67个地面气象站1960—2016年逐日平均气温数据,运用线性趋势法、反距离加权(IDW)、Morlet小波分析法、Mann-Kendall检验等方法,分析了中国绿洲喜温作物气候生长期生长初、终日及生长期的时空变化对全球变暖停滞(globe warming hiatus)的响应。结果表明:1998—2012年中国绿洲喜温作物气候生长期生长初、终日及生长期变化倾向率分别为:-2.15d·(10 a)-1、2.76 d·(10 a)-1、4.91 d·(10 a)-1,与1960—2016年和1960—1998年相比呈现出初日提前、终日推迟、生长期延长的态势,没有出现对全球变暖停滞的响应;空间变化方面,仅有超过22%的站点有对全球变暖停滞的响应,整体响应不显著;但各绿洲对全球变暖停滞的响应却不尽相同,柴达木绿洲喜温作物气候生长期对全球变暖停滞的响应最为显著,其余绿洲则反之,也反映了青藏高原是气候变化的驱动器与放大镜。突变分析显示,研究区喜温作物生长初日、终日及生长期分别在2008年、2001年、2006年发生突变,突变年份多集中于变暖停滞期,之后的变化趋势显示对全...     

1880―2015 年汕头降水量变化趋势与全球气候变暖的关系

根据汕头气象站 1880―2015 年逐月降水量资料,采用滤波、线性倾向计算、趋势系数计算、相关分析、谱分析等方法,分析该站近 135 a 来降水量的变化趋势及其与全球气候变暖的关系,结果得出：1）汕头站近 135a 来的全年及前汛期、后汛期的降水量变化存在 2~7、10 和 30 a 左右的周期变化,没有显著的上升或下降趋势;2）近 135 a 来汕头的降水量变化与同期全球气候变暖对应关系较为复杂,暖期（1977―2015 年）与冷期（1900―1938 年）相比,汛期（4―9 月）雨量增加 68.1 mm,其他月份（旱期）减少 64.1 mm,年雨量仅增加 4 mm;3）按现用广东省气象局降水气候评价标准,全球气候变暖背景下汕头前汛期降水量正常年景的频率增加、后汛期降水量偏少的概率增多。     

青藏高原积雪对全球变暖的响应

根据６０个地面基本气象台站１９５７－１９９２年逐日雪深观测记录，用统计模式检验了青藏高原积雪变化趋势，证明近３６年来高原积雪变化呈普遍增加趋势，并且与北球冬季气温呈正相关，高原积雪的增加与北半球温带低地春季积雪面积自８０年代后期的减少形成了鲜明的对比，与两个大陆冰盖雪积累率的增加相一致。     

中国东北近50年干旱发展及对全球气候变暖的响应

应用实测的降水、气温和土壤湿度资料,分析我国东北区(含黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古自治区的东部)近50年干旱化的发展趋势.结果表明,用月平均气温和降水量的距平和均方差所构造的"大气干旱指数"以及土壤湿度都显示,近50年来整个东北区是向干旱发展的,1990年代中期以来这种干旱化趋势尤为明显;而东北西部亚干旱地区的干旱化相对更严重(特别是内蒙古东部的北半部).在亚干旱地区的气温和降水两个要素中,气温的升高对干旱化的作用可能更重要.在东北区的南部,近50年来的降水是略有增加,但仍有向干旱发展的趋势.这显然与全球气候变暖的大背景有关.为探讨东北区干旱的发展对全球气候变暖的响应,利用Jones等的1951～2000年全球平均气温资料和东北区25个站的大气干旱指数进行线性回归分析.结果表明,在全球平均温度上升1℃的情况下,中国东北区的干旱化程度要增加5～20%,最大的达到22%.这种形势应该引起我们的关注.     

呼伦贝尔草原对全球变暖的响应

近百年来,尤其近20年,全球气候显著变暖,已导致植物物候与生产力在过去20年中发生显著变化。遥感方法是研究植被对全球变暖的响应的一种非常有效的方式,利用NOAA／AVHRR数据,结合地面气象数据,研究近20年来中国东北地区呼伦贝尔草原NDVI与温度、降水变化的相互关系,认识呼伦贝尔草原对气候变化的响应特征。研究结果表明：(1)呼伦贝尔草原地区近20年温度变化明显,高于全球平均增温幅度。(2)生长季(4～10月)NDVI有较明显上升,线性拟合分析表明,所选4个区域近20年生长季NDVI平均值上升了2．2％。(3)NDVI的增加主要在1988年前后,在草原东部后一阶段(1988～1999)比前一阶段(1982～1987)NDVI平均值增加了7．8％。(4)呼伦贝尔草原对全球变暖响应显著。NDVI与气温,尤其与春季相关性显著。     

全球气候变暖条件下黄河流域降水的可能变化

利用最近50年气象站观测的降水量以及根据史料和树轮重建的近400年来的降水量，根据回归分析和合成分析研究了黄河流域降水与全球气温变化的关系及其可能成因。结果表明，全球平均气温偏高（低）与黄河中游地区年降水量偏少（多）存在一定的对应关系。夏末秋初的8-9月是决定全年降水变化的关键时期，全球气候变暖会引起8-9月西太平洋副热带高压增强、扩大，从而有利于东亚夏季风锋面位置北移，进而使东亚夏季风北界南侧黄河中游一带的降水减少。     

近40 a天山北坡气候与生态环境对全球变暖的响应

新疆天山北坡气候变化与生态环境的历史演变过程及未来可能变化趋势是天山北坡经济带可持续发展必须面对的问题,也是正确制定西部大开发战略方针的重要科学基础。通过利用天山北坡18个气象台站在近40a的气温、降水逐年月资料,采用相关分析及线性趋势分析等统计方法,分析了在全球变暖的大背景下,天山北坡生态环境演变特征及其与气候的关系,指出了未来的气候与生态环境变化对天山北坡地区的社会经济发展将产生重要影响。研究表明：天山北坡目前的生态环境正转向好的态势,天山北坡山区和平原普遍存在升温的变化趋势,尤其是平原绿洲升温比较明显。天山北坡在升温的同时,其降水量也呈现上升的趋势。     

中国西北近45 a来极端高温事件及其对区域性增暖的响应

 利用中国西北五省（区）1960—2004年100个台站逐日最高温度资料,根据百分位值法定义了不同台站逐日极端高温阈值,然后统计出了逐年逐站极端高温事件的发生频次,并进行了时空特征诊断,同时也分析了同期西北区域性增暖的响应程度。结果表明：一致性异常分布是西北年极端高温事件发生频次的最主要空间模态;西北年极端高温事件发生频次的异常空间分布可分为以下5个关键区：青海北部区、北疆区、南疆区、西北东部区及青南高原区;在西北年极端高温事件发生频次的5个空间分区中,年极端高温事件发生频次均表现为增加趋势,除青海北部区外,其他分区年极端高温事件发生频次均未发生突变现象;在西北年极端高温事件发生频次的5个空间分区中, 12~14 a的周期振荡表现得比较显著;另外西北年极端高温事件发生频次同区域性增暖呈显著的正响应。     

1978年以来中国能源生产与消费时空差异特征

采用1978年以来近30年中国各地区的能源及经济数据．对中国能源生产、消费重心及GDP重心变化进行了测定。在此基础上分析了中国能源生产、消费与经济发展区域差异的动态变化及其相互关系。结果表明：①能源生产重心在逐步向西南方向移动．整个移动轨迹近似呈直线变化。揭示了中国能源生产在东西和南北方向上的差距有所减小．且东西方向差距减小的速度要比南北方向快。②能源消费重心也在向西南方向移动但波动较大．其中1998-2002年重心位置相对稳定．年度位置变化很小．说明各省区能源消费增长速度基本相同。③GDP重心在经度和纬度上均有一定的波动性。④中国能源生产与消费重心的演变轨迹既具有一些重要的共同特点,也存在明显的不同。通过与GDP重心的对比分析,各地区的经济发展水平与能源消费密切相关．说明中国GDP增长中能源成本较大。     

中国西北汛期极端降水事件分析

利用中国西北五省（区）1960—2004年125个台站汛期（5—9月）逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,然后统计出了不同台站近45 a逐年汛期发生极端降水事件的发生频次,并进行了时空分布特征分析,结果表明:中国西北汛期极端降水事件发生频次同降水量的空间分布有很大的差异;一致性异常分布特征是中国西北汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态;中国西北汛期极端降水事件发生频次的空间分布可分为以下6个分区:高原东部区、南疆区、北疆区、西北东部区、青海高原区及河套区;从长期变化趋势来看,高原东部区近45 a来汛期极端降水事件发生频次没有明显的变化趋势,北疆区、南疆区、青海高原区及河套区表现为较明显的的增长趋势,而西北东部区表现为较明显的减少趋势;中国西北汛期极端降水事件发生频次的各主要空间分区中,近45 a来13 a左右的周期振荡表现得比较显著。     

近50年四川盆地汛期极端降水事件的时空演变

利用四川盆地1961-2006年145个台站汛期的逐日降水资料,分析了该地区汛期极端降水事件的时空演变特征,结果表明:该地区汛期极端降水事件的发生频次分布与降水量分布差异较大,由西向东呈阶梯状递减趋势;川西高原与四川盆地之间以及盆地东西部之间的反位相变化是川渝地区汛期极端降水事件发生频次最主要的两个空间异常模态:该地区汛期极端降水事件发生频次的空间分布可以分为8个区;分别是四川盆地中部区、东部区、南部区、西部区、川西高原西部区、中部区、川西南山地区和重庆东部区;从长期变化趋势来看,汛期极端降水事件发生频次除在四川盆地西部区和重庆东部区分别呈较弱的减少和增长趋势以外,在其余各区的线性趋势都较为明显,其中四川盆地东部区、川西南山地区、川西高原西部和中部区表现为增长,四川盆地中部和南部区表现为减少;从气候因子分析看,汛期西太平洋副高位置的南北变化、东亚以及南亚季风的强弱变化分别对四川盆地东部区、中部区以及西部区的极端降水事件存在显著影响.     

中国西北地区东部夏季不同等级降水时间演变特征

根据中国西北地区东部59个气象台站1965-2014年的逐日降水资料,将降水划分为小雨、中雨和大雨3个等级,分析和比较了该地区夏季不同等级降水降水量、降水日数和降水强度的时间演变特征,并对各等级降水对总降水贡献的时间变化进行了讨论。结果表明：（1）西北地区东部降水量和降水日集中在夏季。降水等级越高,降水量和降水日的集中程度越高,夏季大雨量（日）达到了全年大雨量（日）的72.15%（69.19%）;（2）西北地区东部各等级降水量、降水日主要在1996年存在一个由多转少的突变,均存在较明显的2~3 a的短周期;（3）西北地区东部夏季降水总量与中雨等级以上降水量具有相似的年际和年代际变化,相关系数高达0.8,主要受中雨和大雨量的影响,仅在东南部和甘肃中部趋于增加,在甘肃南部和内蒙古中部趋于减少。总降水日则与小雨日变化一致,主要呈减少趋势,总降水强度的增强则主要源自大雨强度的增大。     

近44年来青藏高原夏季降水的时空分布特征

利用1961-2004 年青藏高原97 个站点的夏季逐日降水数据,通过累积距平、相关分析、回归分析、经验正交函数分解、功率谱方法等,结合GIS 的空间分析功能,分析了夏季 降水的时空分布特征。结果表明：在青藏高原年降水量比较少的地区,夏季降水占全年降水的比例较高,夏季降水与全年降水的相关性也较强;夏季降水相对变率最大的地区位于青藏 高原西北的最干旱地区,最小的地区是三江源区;夏季降水趋势增加和减少的站点分别为54 个和43 个,通过较显著检验的站点占总数的18.6%;在2000m 以下的站点中,海拔和夏季降水气候倾向率存在较强的正相关,相关度达0. 604 (显著性0.01);1961-1983 年和1984-2004 年两个时间段相比,除了3000~3500m 海拔范围外,其余海拔范围夏季降水气候倾向率都表现为增加;夏季降水可大致分为三种类型场：高原东南部类型场、高原东北部类型场和三江 源类型场,高原东南部类型场和高原东北部类型场表现出南北变化相反的降水特点,分界线大致沿着35^oN 线;在90%的置信概率下,三种类型场分别表现出5.33 年、21.33 年和2.17 年的潜在周期;4500 m 以上海拔范围的站点夏季降水周期通过很显著检验(α = 0.01),站点海拔和降水周期存在-0.626 的高相关度;在三江源地区,3500 m 以上的站点夏季降水周期随海拔升高而减小,3500 m 以下的夏季降水周期随海拔高度升高而增加。     

气温变暖对西北西风带冬季气温的影响分析

利用中国西北西风带139个气象站1961—2006年历年冬季气温资料,采用线性趋势分析、多项式拟合、EOF、REOF、Mann-Kendall、滑动t-检验、子波分析和功率谱分析等方法,分析了46 a西北西风带冬季气温对气候变暖的响应。结果表明:①中国西北西风带冬季气温近46 a增温率为0.55 ℃/10a. 增温显著的地方是陕西西部、甘肃、宁夏、内蒙古大部、青海中北部-塔里木盆地。仅青海的河南州局地有显著的下降趋势。表明除青海高原局部地区外其余大部分区域增温显著,同步响应全球变暖。②大部分区域冬季气温的年际变化稳定性差,青海高原相对稳定。③冬季气温的演变在西风带一致性程度较高。从20世纪60年代中期开始发生降温-升温转型,1986年有一次显著突变,其后气温达到一个更显著的增暖时期,21世纪初略有回落;全区性的前10个偏热年,80%出现在20世纪90年代及以后,各分区的异常偏热年,90%也出现在1990年以后;气温异常变化存在5 a左右的年际周期,在20 a以上的气候变化层次上,气温趋势还处在偏高的位置。④冬季气温演变存在地域差异。一是蒙新区和陕甘宁青区南北变化相反;二是蒙陕甘宁区和青海新疆区东西变化相反。⑤根据REOF分析将该区冬季气温异常细分为蒙陕甘宁区、高原区、北疆区和南疆区4个分区。冬季气温的转折高原区有异于其他区域,高原区单调增温,无明显转折,而其他区基本一致,在70年代初期转为上升,90年代中期转为下降阶段;冬季气温的突变也是高原区有异于其他区域,高原区1997年发生一次突变,而其他区域则一致为1986年突变。     

全球暖化问题的反思

阐述了近年来出现的破纪录高温现象,列举了全球暖化的实例证据;指出了影响全球气温变化的重要事件;从温室效应方面讨论地表温度变化和全球暖化问题;从南太平洋海平面的变化来证明全球暖化是否存在的问题;从热岛效应出发论证了全球暖化与土地利用间的关系;用实例和历史数据讨论有关全球暖化的6个威胁问题.提出了几个值得深思的问题,认为很难令人相信全球暖化有愈来愈烈的趋势.全球暖化是否存在?目前的资料并不充分.全球暖化与热岛效应的影响有着密切的关系,气候变迁的灾难说法尚有许多疑义.